64039329 torsion en vigas de concreto reforzado

7/30/2019 64039329 Torsion en Vigas de Concreto Reforzado

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TORSIN EN VIGAS DE CONCRETO REFORZADO.La torsin ocurre en construcciones monolticas de concretoprincipalmente donde la carga actua a una distancia del ejelongitudinal del miembro estructural. Algunos ejemplos de elementosestructurales sujetos a momentos torsionantes son: una viga de extremo

en un tablero de piso, una viga de borde cargada en un extremo, vigasperimetrales que circundan una abertura de piso o una escalerahelicoidal. Algunas veces estos momentos causan esfuerzos cortantesexcesivos. Originan el desarollo de importantes grietas ms all de loslmites permisibles de servicio, a menos que se proporcione refuerzoespecial por torsin.En vigas reales de borde en un sistema estructural, el grado de daodebido a la torsin no es por lo general tan crtico, sin embargo, siemprese deber evitar la prdida de la integridad debido al peligro de latorsin realizando un diseo adecuado del refuerzo necesario por

torsin.Esta prctica tiene como objetivo observar el tipo de falla que sepresenta en una viga de concreto simple, y en una viga de concretoreforzado, sujetas a momento de torsin. Analizar la contribucin delrefuerzo en la resistencia a la torsin. Figura 6.Figura 6. Ensaye de torsin en elementos de concreto

La accin de un momento alrededor deleje longitudinal de un miembro produceen l torsin. En una estructura, la torsinse presenta por la excentricidad delas cargas que actan en el elemento o

por compatibilidad de deformacionesde miembros monolticos.Torsin primariaLlamada tambin torsin de equilibrio o torsin estticamente determinada

. Se presenta cuando la carga externano tiene ms alternativa que serresistida por torsin. Un caso tpco es la


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losa en voladizo de la figura 1. Lascargas soportadas por la losa producenmomentos torsionales MI. que actan alo largo de la longitud de la viga deapoyo; stos se equilibran mediante elmomento torsor resistente Tquese desarrolla

en las columnas. Sin estos momentosde torsin, la estructura entraren colapso. En este caso, la viga se debedisear para resistir el momento tarsionanteexterno total. Debido a la losa envoladizos, no existe redistribucinde latorsin.Torsin secundariaSe denomina tambin torsin por compatibilidad o torsin estticamenteindeterminada. Se presenta a partir delas exigencias de continuidad, es decir,de la compatibilidad de deformaciones

entre elementos adyacentes de unaestructura (ver figura 2). En este caso,los momentos torsionales no puedendeterminarse nicamente con base en elequilibrio esttico. En el evento de noconsiderar la continuidad en el diseo,a menudo se presentar un agrietamientoexcesivo, pero no se llegar a la fallade la estructura.Cuando las viguetas o losas macizasson monolticas con las vigas extremas

o terminales de un panel, presentanmomentos flectores. Debido a la continuidad

con la viga y la rigidez que estasvigas tienen al giro se produce torsin.

2. METODOS DE DISEO PARATORSIN

Normalmente, la torsin va acompaadapor flexin y cortante. La capacidaddel concreto simple para resistirtorsin cuando se presenta en combinacin

con otras cargas puede, en varioscasos, ser menor que cuando resiste


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nicamente los mismos momentos

torsionales externos. As, se deber proporcionarrefuerzo por torsin.La inclusin del refuerzo longitudinaly transversal para resistir parte delos momentos torsionales introduce un

nuevo elemento en el conjunto de fuerzasy momentos en la seccin.Si:Tn =Resistencia nominal total a latorsin requerida de la seccin incluyendo el

refuerzo.Tc =Resistencia nominal a la torsin delconcreto simple.Ts =Resistencia a la torsin del refuerzo.De donde:Tn = Tc + Tso bien:Ts = Tn - TcA fin de estudiar la contribucin delas varillas longitudinales y transversales

para poder evaluar T" se deberanalizar el sistema de fuerzas que actanen las secciones transversales alabeadasdel elemento estructural en el estadolmite de falla.En la actualidad se aceptan bsicamentedos teoras:a) Teoria de la flexin asimtrica, la cualse basa en la aproximacin de la distribucin

plana de deformaciones de las

secciones transversales sujetas a flexiny torsin.Fue desarrollada por Lessig, con contribuciones

posteriores de Collins, Zia,Gesund, Mattock y Elfgren, pero fue T.Hsu quien hizo la mayor contribucinexperimental en el desarrollo de la teorade la flexin asimtrica. Esta teora sentlas bases para el diseo a torsin de lasnormas del ACI 318-71 hasta el ACI318-89 Y del Cdigo Colombiano deConstrucciones Sismo-Resistentes.Por tratarse de una teora amplia-

Ingeniera &


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DISEO PARA TORSINEl diseo para torsin debe realizarse de acuerdo con 11.6.11.6.1 Casos en los cuales puede ignorarse la torsin

Los momentos torsores que no exceden de aproximadamente la cuarta parte del momento torsor de

agrietamiento, Tcr, no producen una reduccin significativa en la resistencia a flexin ni en laresistencia al cortante, por lo que pueden ser ignorados. En consecuencia se permite despreciar los

efectos de la torsin si el momento torsor amplificado Tu es menor que:

en elementos no preesforzados:

(b) en elementos preesforzados:

(c) Para elementos no preesforzados sometidos a traccin axial o fuerzas de compresin:

Nu es positivo para cargas de compresin y negativo para traccin. En elementos construidosmonolticamente con una losa, el ancho sobresaliente del ala usado para calcularAcp yPcpdebe cumplir con 13.2.5 (ver figura 11.6.1). Para una seccin hueca, se debe usarAgen lugar

deAcp en 11.6.1 y los lmites externos de la seccin deben cumplir con 13.2.5. 2 0,083 1 0,33

11.6.1.1 Para los elementos aislados con alas y para elementos construidos monolticamentecon una losa, el ancho sobresaliente del ala utilizado para calcularAcp yPcp debe cumplir con13.2.5 (ver figura 11.6.1), excepto que las alas sobresalientes pueden despreciarse cuando elparmetro calculado para una viga con alas es menor al calculado para la misma vigaignorando las alas. 2 / APcp cp

11.6.2 Clculo del momento torsor amplificado (torsin de equilibrio y torsin decompatibilidad)11.6.2.1 Si el momento torsor amplificado Tu (figura 11.6.2.1) en un elemento es indispensablepara mantener el equilibrio del sistema (torsin de equilibrio) y su valor excede el valor dado en

11.6.1 a), b) c), el elemento debe ser diseado para soportar el ntegro de Tu de acuerdo con11.6.3 a 11.6.6.


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